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如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,内圆A...

如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑.一质量m=0.2kg的小球从轨道的最低点A,以初速度v0向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,球运动的半径R=0.2m,取g=10m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少?

(2)若v0=3m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=2N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?

(3)若v0=3m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少?

 

(1)3.16m/s;(2)0.1J;(3)0.5J. 【解析】(16分)(1)设此情形下小球到达最高点的最小速度为vC,则有                                              (1分)                                  (2分) 代入数据解得                           (2分)  (2)设此时小球到达最高点的速度为,克服摩擦力做的功为W,则                                          (1分)                                 (2分) 代入数据解得                                       (2分) (3)经足够长时间后,小球在下半圆轨道内做往复运动,设小球经过最低点的速度为vA,受到的支持力为NA,则有                                            (1分)                                             (1分) 代入数据解得                                       (2分) 设小球在整个运动过程中减少的机械能为,由功能关系有                                       (1分) 代入数据解得  (1分)
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考点分析:
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如图甲所示,一正方形单匝线框abcd放在光滑绝缘水平面上,线框边长为L、质量为m、电阻为R.该处空间存在一方向竖直向下的匀强磁场,其右边界MN平行于ab,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,0~t0时间内B随时间t均匀变化,t0时间后保持B=B0不变.

(1)若线框保持静止,则在时间t0内产生的焦耳热为多少?

(2)若线框从零时刻起,在一水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过时间t0线框cd边刚要离开边界MN.则在此过程中拉力做的功为多少?

(3)在(2)的情况下,为使线框在离开磁场的过程中,仍以加速度a做匀加速直线运动,试求线框在离开磁场的过程中水平拉力F随时间t的变化关系.

说明: 6ec8aac122bd4f6e 

 

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1930年泡利提出,在β衰变中除了电子外还会放出不带电且几乎没有静质量反中微子说明: 6ec8aac122bd4f6e.氚是最简单的放射性原子核,衰变方程为说明: 6ec8aac122bd4f6e,半衰期为12.5年.

(1)下列说法中正确的是      

A.两个氚原子组成一个氚气分子,经过12.5年后,其中的一个氚核一定会发生衰变

B.夜光手表中指针处的氚气灯放出β射线撞击荧光物质发光,可以长时间正常工作

C.氚气在1大气压下,温度低于25.04K时可液化,液化后氚的衰变速度变慢

D.氚与氧反应生成的超重水没有放射性

(2)在某次实验中测得一静止的氚核发生β衰变后,说明: 6ec8aac122bd4f6e的动量大小为p1,沿反方向运动的电子的动量大小为p2(p1< p2),则反中微子说明: 6ec8aac122bd4f6e的动量大小为      .若说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e的质量分别为m1、m2和m3,光在真空中的传播速度为c,则氚核β衰变释放的能量为      

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)电子撞击一群处于基态的氢原子,氢原子激发后能放出6种不同频率的光子,氢原子的能级如图所示,则电子的动能至少为多大?

 

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(1)下列说法中正确的是      

A.地震时释放的巨大能量引发海啸,能将震源附近的海水推到几千千米远的地方

B.载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动

C.无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理

D.立体放映机双镜头中的一个镜头发生故障时,观众戴着偏振光眼镜也能体验立体效果

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)利用单摆测量某地的重力加速度,现测得摆球质量为m,摆长为L,通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为说明: 6ec8aac122bd4f6e,则该单摆的振动周期为      ,该处的重力加速度g=     

(3)如图所示,等腰直角三角形ABC为一个三棱镜的截面,折射率为n(n>1.5),直角边AB的长为a.一束很细的单色光从AB中点垂直入射,光在真空中的传播速度为c,则该单色光通过三棱镜的时间为多少?

 

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页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主要成分为甲烷,被公认是洁净的能源.

(1)一定质量的页岩气(可看作理想气体)状态发生了一次循环变化,其压强 p随热力学温度T变化的关系如图所示,O、a、b在同一直线上,bc与横轴平行.则      

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.a到b过程,气体的体积减小

B.a到b过程,气体的体积增大

C.b到c过程,气体从外界吸收热量

D.b到c过程,气体向外界放出热量

(2)将页岩气经压缩、冷却,在-160℃下液化成液化天然气(简称LNG).在液化天然气的表面层,其分子间的引力      (选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.在LNG罐内顶部存在一些页岩气,页岩气中甲烷分子的平均动能      (选填“大于”、“等于”或“小于”)液化天然气中甲烷分子的平均动能.

(3)某状况下页岩气体积约为同质量液化天然气体积的600倍,已知液化天然气的密度说明: 6ec8aac122bd4f6e,甲烷的摩尔质量说明: 6ec8aac122bd4f6e,阿伏伽德罗常数说明: 6ec8aac122bd4f6e,试估算该状态下6 .0m3的页岩气中甲烷分子数.

 

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某研究性学习小组为了制作一个传感器,需要选用某种电学元件.实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:

A.待测元件(额定电压2V、额定电流200mA)

B.电流表A1(量程0~0.3A,内阻约为1Ω)

C.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)

D.电压表V(量程0~3V,内阻约为10kΩ)

E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5Ω,允许最大电流1A)

F.滑动变阻器R2(阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA)

G.直流电源E(输出电压3V,内阻不计)

H.开关S,导线若干

I.多用电表

(1)为提高实验的准确程度,电流表应选用      ;滑动变阻器应选用      (以上均填器材代号).

(2)请在图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.

 

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)检查实验电路连接正确,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑动头,发现电流表和电压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下,检查电路故障,应该使用多用电表      挡;检查过程中将多用表的红、黑表笔与电流表“+”、“-”接线柱接触时,多用电表指针发生较大角度的偏转,说明电路故障是      

 

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